#智慧家庭 #低功耗廣域網路LPWAN #通訊協定 #SigFox
#應用程式介面API #開放源碼 #Open.MEMS/Open.RF/Open.AUDIO
#藍牙Bluetooth 5 #麥克風語音辨識 #聲學超載點AOP #波束成形Beamforming #微機電MEMS #運動感測器Motion Sensor #混合實境MR
#ToF光學測距感測 #存在偵側Presence Detection #環境光源感測器ALS
【聲、光交會而成的智慧感測】
樓梯響了很久的「智慧家庭」(Smart Home),為何這兩年突然見到勃發之象?低功耗廣域網路 (LPWAN) 的普及與應用程式介面 (API) 的充沛,應是主要催熟劑。然而一個先決條件是:感測介面是否夠聰明且友善?太過繁瑣的操作,反會造成普羅大眾的麻煩,影響使用意願。於是,語音輸入與利用光學原理賦予家用設備感知能力,成為不少製造商屬意的人機介面。感測、連網與低功耗,將是建構智慧家庭的三大要素。
陀螺儀、加速度計、磁力計等運動感測器 (Motion Sensor),是居家防跌/防撞及姿態辨別的馬前卒,新興 SigFox 協定有擔當對外低功耗通訊要角的潛力,而 Bluetooth 聲控是最直覺的觸發方式。運動感測器除了早先介紹過能加載混合實境 (MR) 技術,透過事先匯入建築管線圖資、結合熱像儀進行漏水檢測,陀螺儀、磁力計可維持移動式家電的方向性之外,加速度計更是慎防人、物發生意外的必要防護配備。
關於「發號施令」的感測介面,麥克風語音辨識的誤判率相對較低,適合隨興、愜意的居家生活氛圍。不過,這必須建立在豐富的「聲音資料庫」以及感測器出色的訊號雜訊比 (SNR) 的基礎上——麥克風收音裝置常以「聲學超載點」(AOP) 來衡量敏感度,意指在不失真條件下所能接收到的最大訊號,該數值越高越好,而機構設計與類比/數位的封裝選擇、開發套件以及開放源碼和第三方嵌入式系統的相容性是焦點所在。
更深層的「存在偵側」(Presence Detection) 也是一門學問——只要一「現身」,就能自動捕捉、執行後續動作;基於飛行時間 (Time-of-Flight, ToF) 技術的測距感測器,只要將光速與 1/2 來回反射的時間相乘,就能得到具體距離數值,在工業控制、物流倉管與消費電子距離警示應用甚廣,深獲多家掃地機器人以及專門清潔玻璃用的「玻妞」製造商青睞,可設定確切數值實現「沿邊」行進模式,讓機器乖乖按既定軌跡運作、避免碰撞及墜落。
延伸閱讀:
《ST:語音輸入呼之即來,飛行光速精準測距》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0219/34688.html
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【AI 穿戴、邊緣運算與新興輔具的必備元件】
如前所述,智慧穿戴的數據 採集重點不在「即時傳輸」,使用者在乎的是長時間感測能否精準到位?想查看監測狀態或進一步執行其他動作時,要能隨時與手機/週邊行動設備連結。因此,系統的操作功耗及模式切換格外動見觀瞻,而猶如中控指揮所的微控制器 (MCU) 更是節能主角。另就應用面來看,除了醫療保健,智慧穿戴用於工控/農漁牧場域、教育訓練、定位/追蹤亦多有耳聞,未來甚至可望作為仿生義肢或外骨骼等基本生理輔具使用,因而帶動偵測姿態和環境變化的微機電 (MEMS) 元件需求,包括運動感測器 (Motion Sensor) 和氣壓感測器。
欲極小化 MCU 功耗,單靠製程改善只不夠的,晶片本身的架構設計,才是決定電源效率的玄機。特別一提的是新近有 MCU 內建高性能「圖形控制器引擎」頗為吸睛,處理圓形顯示時,不會因管理從未顯示的圖元而浪費記憶體資源;若再有足夠的儲存空間做後盾,圖形處理、運算的流暢度將更趨完美。這點對於許多強調視覺顯示、且重視圖形使用者介面 (GUI) 操作體驗的穿戴裝置絕對是加分;輔以創新圖形加速技術,更是引進虛擬實境 (VR)/擴增實境 (AR),以及為人工智慧 (AI) 預做準備的邊緣運算 (Edge Computing) 不可或缺的關鍵。
此外,須以馬達驅動的外骨骼等新興輔具,允許開發者自行調頻和設置電源管理選項是設計要點;而近來坊間陸續出現基於「電位差或磁場變化」的先進仿生裝置的概念原型,理論上,都會用到 MEMS 感測器;現有一些復健/姿勢矯正、居家防跌照護或室內導航的穿戴輔具,也少不了 MEMS 感測器協助。例如,利用「加速度計+陀螺儀+磁力計」的九軸運動感測器記錄運動員的動作軌跡,據以修正或訓練體能,傷患復健動作是否確實到位?內建加速度計和氣壓計的智慧衣/鞋襪,偵測老人作息角度是否有異?
人工關節亦需六軸感測器以利活動,就連非直接穿戴上身的電動輪椅也要加速度計感測坡度。室內動線的航位推算 (DR) 亦是大宗應用。由於全球衛星定位系統 (GPS) 室內易有訊號死角——尤其是存在樓層高度時,MEMS 感測器可借助磁場變化,協助停車場/賣場/醫院做人、物的定位及動線追蹤。另有高檔防水手錶會內建氣壓計,偵測手錶是否破損而有進水風險;若電子元件本身具防水功能,可省去外部防水機構成本。如果顧慮到穿戴裝置的清潔需要,耐水洗與導電材質是設計及佈局的重要考量。
延伸閱讀:
《智慧穿戴銜接 VR/AR + AI 創意自由行》
http://compotechasia.com/a/____//2018/0211/38091.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
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奇文分享
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把內文做些翻譯寫在下面
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[工作要完成]
•構建CAN,SPI,FRAM,GPIO等驅動程序
•必須具備STM32L4 / STM32L4 +或ARM Cortex-M開發經驗。
•擅長嵌入式C編程和微控制器外設,如BootLoader,I2C,UART,低功耗,USB,WiFi,加速度計,SPI以及FreeRTOS作為其RTOS。
•執行功耗分析並優化韌體以實現低功耗電池操作。
•構建電源和電池管理解決方案
•幫助移植TouchGFX以使用STM32L4 +→AWS FreeROTS
[經驗+資格]
•需要BSCS / CE / EE,CS或EE期望碩士 (WTF??????)
•5年以上的韌體開發經驗
•深入了解RTOS中使用的定時器和中斷。
•必須具備STM32L4 / STM32L4 +或ARM Cortex-M的經驗。
•我們需要STM32Cube的經驗。請告訴我們您是否使用過此功能。
•熟 AWS FreeRTOS
•具有電源和電池管理解決方案的經驗
•能夠閱讀和理解電路原理圖
•用C演示微控制器編程
•Gitlab,Github,版本控制平台
•良好的書面和口頭英語溝通能力
•了解韌體測試方法,包括編寫和執行測試計劃,調試等
[希望]
•能勝任團隊中工作,並可以產合所有功能程式碼。
•開發環境是IAR IDE。請具體描述您在出價中使用IAR和stm32外圍設備的體驗。
•了解MQTT COAP和其他輕量級協議
•AWS服務知識(EC2,S3,Greengrass,FreeRTOS)
•請您確定每週能花費30-40小時參與此項目時才能投案,開始日期約為我們確定專案的第的一周。
•生產硬件/韌體板級測試
•瞭解演算法開發和信號處理
•了解Load cell (壓力傳感器)
•具有電力電子,電機控制器的經驗
•使用無線物聯網設備的經驗 - 熟BLE /互聯網連接/電池供電的物聯網設備 佳
[應徵需求]
1.以前原始碼或程式作品/以前的工作
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(預算 nt 20萬? 專案費用要配合"四個月" 而不是週薪 月薪??? )
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